画像計測による疲労き裂進展性の定量的評価手法に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650471
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 舘石 和雄 名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 助教授 (80227107)
• Keywords: 疲労 / 疲労き裂 / 画像計測 / き裂進展速度 / 応力拡大係数 / マイクロスコープ

Research Abstract

本研究は実橋に生じた疲労き裂の進展性を定量的にかつ高精度に評価するための実用的な手法を確立することを目的として,画像計測技術を援用した疲労き裂進展性の簡易推定手法を提案し,その精度について実験的に検討したものである.本研究で得られた成果は以下の通りである.
1.十字溶接継手試験体および縦リブ溶接継手試験体を対象として,マイクロスコープを用いた画像計測によってき裂開口変位を測定し,それによりMode I応力拡大係数を推定する手法について検討した.その結果,本研究で用いたシステムの場合,10MPa√m以上の応力拡大係数であれば工学上十分な精度で応力拡大係数を計測可能であることを示した.
2.実際の橋梁への適用を想定し,繰返し載荷中の試験体に対してマイクロスコープとデジタルビデオでき裂の挙動を記録し,それをもとに画像計測によりき裂の開口変位を計測することを試みた.その結果,周波数が5Hz以下の振動下においては,精度良くき裂の開口変位を計測できることが明かとなった.
3.実橋に生じた疲労き裂の挙動をデジタルビデオで記録し,その特性を明らかにした.対象とした疲労き裂は荷重の通過に伴って開閉口するが,その周波数は1Hz程度であり,2で示した周波数の適用範囲内におさまっていることなどを明らかにした.
4.実橋に生じた疲労き裂に対して,応力拡大係数の推定を試みた.また,継続的に計測した疲労き裂の開口挙動からヒストグラムを作成し,それにより応力拡大係数の分布と超過確率とを計算する手法について提案した.

Research Products

• [Publications] 舘石和雄, 岡村幹央, 阿部允, 南邦明: "溶接継手部に生じた疲労き裂の応力拡大係数の推定手法"鋼構造年次論文報告集. Vol.8. 617-620 (2000)
• [Publications] 判治剛, 舘石和雄, 山田聡, 阿部允: "画像計測による疲労き裂進展速度の推定手法"土木学会中部支部平成12年度研究発表会講演概要集. 129-130 (2001)
• [Publications] Tateishi, K., Hanji, T., Abe, M: "Estimation Method for Crack Propagatin Behavior in Welded Joint"Proc. Of the 6th Korea-Japan Joint Seminar on Steel Bridges. (2001)
• [Publications] 舘石和雄, 判治剛, 山田聡, 阿部允: "溶接継手部に生じた疲労き裂を対象としたき裂進展速度の推定手法"鋼構造論文集. Vol.8,No.31. 11-16 (2001)
• [Publications] Tateishi, K., Hanji, T., Abe, M.: "Monitoring System for Fatigue Crack Propagation by Image Analysis"Current and future trends in bridge design, construction and maintenance 2. 256-260 (2001)
• [Publications] 判治剛, 舘石和雄, 山田聡, 阿部允: "画像計測による疲労き裂進展速度の推定手法"土木学会第56回年次学術講演会講演概要集. (2001)